變結構控制器的攝動補償器設計
時間:2009-04-02 20:16:37來源:hesp
導語:?許多控制系統(tǒng)對參數(shù)的變化和負載的攝動都很敏感。而采用變控制理論,有可能在沿開關曲面滑動的相平面中得到狀態(tài)軌跡,從而使系統(tǒng)對參數(shù)和攝動的響應保持恒定。
1 引言
許多控制系統(tǒng)對參數(shù)的變化和負載的攝動都很敏感。而采用變控制理論,有可能在沿開關曲面滑動的相平面中得到狀態(tài)軌跡,從而使系統(tǒng)對參數(shù)和攝動的響應保持恒定。然而在滑動狀態(tài),開關面附近的軌跡會引起系統(tǒng)的高頻抖振。一個可行的補救辦法是,用適當?shù)倪B續(xù)開關規(guī)律取代間斷的開關規(guī)律,從而使系統(tǒng)響應給定的精度范圍之內。
本文給出的攝動補償器可以減弱建模誤差和抖振對系統(tǒng)輸出的影響。文中提出了一個估算動態(tài)攝動信號的簡單而又新穎的方法,所確定的魯棒控制律能夠保證控制系統(tǒng)在限定的時間內到達滑動狀態(tài)。
[b]2 攝動補償
[/b] 研究如下參數(shù)不確定且存在外部攝動的系統(tǒng):
[img=348,80]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/3-1.jpg[/img]
[font=宋體][img=360,231]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/3-2.jpg[/img][/font]
顯然,ΔU的作用是克服D(·)F(·)的影響。按照慣例,合適地選擇ΔU的幅值可以使系統(tǒng)對攝動獲得較好的魯棒性。值得注意的是,控制律(2)間斷地穿過滑動面,使控制信號產生抖振。本文研究目的,就是利用攝動補償減弱不希望的抖振。
實際上,在任何系統(tǒng)中對攝動的直接測量是很困難的。有些文獻中已經提出了一些估算或觀測系統(tǒng)的攝動的方法。在這些方法中,沒有一個是通過研究變結構系統(tǒng)的特點來達到這一目標的,而這正是本文的創(chuàng)新之處。
定理1:通過利用來自補償器的控制信號U,可使攝動對式(1)動力學的影響消失。
[img=357,160]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/4-1.jpg[/img]
將式(5)表示的補償器代入式(1),則從式(4)可得到動態(tài)攝動信號(6)。
3 變結構控制器
將補償信號反饋到控制系統(tǒng)的輸入端,使
[img=357,107]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/4-2.jpg[/img]
顯然,式(9)與系統(tǒng)的攝動無關。
定理2:如果采用式(10)所示變結構控制律,則補償后的系統(tǒng)(9)能夠得到所期望的滑動狀態(tài)
[img=357,288]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/4-3.jpg[/img]
系統(tǒng)到達瞬態(tài)響應由下式確定
[font=宋體][img=357,122]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/4-4.jpg[/img]
[img=345,256]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/4-5.jpg[/img][/font]
它表示在限定的時間內,V=0,即S=0,另外根據(jù)式(16),到達瞬態(tài)響應由式(14)確定。通過將式(9)的右半邊設定為零,可解得到達時間的上限tr,tr由式(12)給出。
從式(12)可以看出,tr最大值與e和λmin(K)成反比關系,適當?shù)剡x擇是:取小的e和大的λmin(K),以使其迅速到達瞬態(tài),同時又可減小抖振。一個極端的情況是選取e等于零,到達瞬態(tài)將減弱得近似于滑動族,使控制律式(10)連續(xù)地穿過滑動面,從而不會呈現(xiàn)任何抖振。
[b]4 結論
[/b] 本文提出了一個估算系統(tǒng)攝動信號的簡單方法,引入了正向補償,減弱了不希望再現(xiàn)的抖振。該補償器已經應用于某型艦炮模擬器的伺服系統(tǒng)中。結果表明,該方法具有較好的補償效果。
參考文獻
?。?]林巖,等.低增益變結構模型參考自適應控制器設計[J].控制理論與應用,2001(6)
?。?]于黎明,等.人機系統(tǒng)最優(yōu)預見補償跟蹤控制研究[J].自動化學報,2001,(3)
?。?]胡劍波,等.不匹配不確定性系統(tǒng)的近似變結構輸出跟蹤控制[J].控制與決策,2001,(1)
標簽:
傳動網版權與免責聲明:凡本網注明[來源:傳動網]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權均為傳動網(www.wangxinlc.cn)獨家所有。如需轉載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網站或個人轉載使用時須注明來源“傳動網”,違反者本網將追究其法律責任。
本網轉載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網或業(yè)內投稿人士,版權屬于原版權人。轉載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負版權法律責任。